Laserdurchstrahlschweißen von transparenten Kunststoffen mit Thulium-Faserlaserstrahlung:
Gespeichert in:
| 1. Verfasser: | |
|---|---|
| Format: | Abschlussarbeit Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Aachen
Apprimus Verlag
2023
|
| Ausgabe: | 1. Auflage |
| Schriftenreihe: | Ergebnisse aus der Lasertechnik
|
| Schlagworte: | |
| Online-Zugang: | Volltext Inhaltsverzeichnis |
| Beschreibung: | XXIII, 134 Seiten Illustrationen, Diagramme 21 cm x 14.8 cm, 263 g |
| ISBN: | 9783985551729 3985551723 |
| DOI: | 10.18154/RWTH-2023-08822 |
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| adam_text | INHALTSVERZEICHNIS
ABBILDUNGSVERZEICHNIS
V
TABELLENVERZEICHNIS
XI
ABKUERZUNGSVERZEICHNIS
XIII
SYMBOLVERZEICHNIS
XV
1
EINLEITUNG
1
1.1
MOTIVATION
UND
PROBLEMSTELLUNG
1
1.2
ZIELSETZUNG
2
1.3
AUFBAU
DER
ARBEIT
4
2
STAND
DER
FORSCHUNG
UND
TECHNIK
7
2.1
TECHNOLOGISCHE
EINORDNUNG
DES
LASERDURCHSTRAHLSCHWEISSENS
7
2.2
LASERDURCHSTRAHLSCHWEISSEN
VON
KUNSTSTOFFEN
8
2.2
1
VERFAHRENSPRINZIP
UND
EIGENSCHAFTEN
8
2.2.2
BESTRAHLUNGSSTRATEGIEN
UND
VERFAHRENSVARIANTEN
12
2
2.3
NACHTEILE
DES
ABSORBEREINSATZES
15
2.3
LASERDURCHSTRAHLSCHWEISSEN
VON
TRANSPARENTEN
KUNSTSTOFFEN
OHNE
ABSORBEREINSATZ
17
2
3
1
NUTZUNG
VON
EMISSIONSWELLENLAENGEN
IM
NATUERLICHEN
ABSORPTIONSSPEKTRUM
DER
KUNSTSTOFFE
17
2.3.2
ANWENDUNGSBEREICHE
DES
ABSORBERFREIEN
LASERDURCHSTRAHLSCHWEISSENS
18
2
3
3
EINFLUSS
DER
VOLUMENABSORPTION
AUF
DIE
AUSBILDUNG
DER
WEZ
20
2.4
STRATEGIEN
ZUR
GEZIELTEN
DEPONIERUNG
DER
STRAHLUNGSENERGIE
IN
DER
FUGEZONE
23
2.4.1
ABSORBERFREIES
LDS
MITTELS
STRAHLUEBERLAGERUNG
23
2.4.2
DEPONIERUNG
DER
STRAHLUNGSENERGIE
IN
MEHRSCHICHTIGEN
FOLIEN
25
2.4.3
ANREGUNG
VON
NICHTLINEAREN
ABSORPTIONSMECHANISMEN
MITTELS
ULTRAKURZPULSLASER
26
3
SIMULATIVE
GRUNDLAGENUNTERSUCHUNGEN
ZUM
LASERDURCHSTRAHLSCHWEISSEN
OHNE
ABSORBEREINSATZ
29
3.1
MODELLIERUNG
DES
SCHWEISSPROZESSES
29
INHALTSVERZEICHNIS
3.1.1
PROZESSRELEVANTE
GRUNDLAGEN
29
3.1.2
MATHEMATISCHE
HERLEITUNG
DER
TEMPERATURVERTEILUNG
UND
WAERMEQUELLE
32
3.1.3
BETRACHTUNG
DER
VOLUMETRISCHEN
ENERGIEDICHTE
ZUR
ABSCHAETZUNG
DER
WAERMEINFLUSSZONE
34
3.1.4
ERMITTLUNG
DER
MATERIALEIGENSCHAFTEN
UND
RANDBEDINGUNGEN
36
3.1.5
BESTIMMUNG
DER
WAERMEQUELLE
UNTER
BERUECKSICHTIGUNG
VON
STREUEFFEKTEN
IN
TEILKRISTALHNEN
KUNSTSTOFFEN
40
3.2
ENERGIEDEPOSITION
UND
TEMPERATURVERTEILUNG
BEIM
QUASISIMULTANSCHWEISSEN
42
3.3
ENERGIEDEPOSITION
UND
TEMPERATURVERTEILUNG
BEIM
KONTURSCHWEISSEN
47
3.4
EINFLUSSFAKTOREN
AUF
DIE
AUSBILDUNG
DER
WEZ
50
3.5
EINFLUSS
VON
STREUEFFEKTEN
AUF
DIE
ENERGIEEINBRINGUNG
UND
AUSBILDUNG
DER
WEZ
54
3.6
ZUSAMMENFASSUNG
56
4
EXPERIMENTELLE
VERSUCHSDURCHFUEHRUNG
UND
BEWERTUNG
DER
SIMULATIONSERGEBNISSE
57
4.1
VERSUCHSAUFBAU,
VERWENDETE
MATERIALIEN
UND
MIKROSKOPISCHE
ANALYSE
DER
WEZ
57
4.2
BESTIMMUNG
DER
FUER
EINE
AUFSCHMELZUNG
NOTWENDIGEN
MINDESTWECHSELWIRKUNGSZEIT
ZWISCHEN
LASERSTRAHLUNG
UND
KUNSTSTOFF
59
43
BEWERTUNG
DER
SIMULATIONSERGEBNISSE
62
4.3.1
QUASISIMULTANSCHWEISSEN
62
4.3.2
KONTURSCHWEISSEN
64
4
3.3
DISKUSSION
DER
URSACHEN
FUER
DIE
ABWEICHUNGEN
65
4.4
VERGLEICH
DER
ENERGIEDEPOSITIONSMECHANISMEN
WARMEAKKUMULATION
UND
FOKUSSIERUNG
66
4.5
BAUTEILSPEZIFISCHE
ASPEKTE
AM
BEISPIEL
DES
QUASISIMULTANSCHWEISSENS
70
4
5.1
EINFLUSS
DER
ABKUEHLZEIT
70
4.5.2
EINFLUSS
DES
NAHTABSTANDS
72
4.5.3
SEGMENTIERUNG
DER
SCHWEISSNAHT
UND
FESTLEGUNG
EINER
BESTRAHLUNGSREIHENFOLGE
74
46
ZUSAMMENFASSUNG
77
5
BERUEHRUNGSLOSE
TEMPERATURMESSUNG
MITTELS
PYROMETRIE
81
5.1
GRUNDLAGEN
DER
PYROMETRISCHEN
TEMPERATURMESSUNG
81
INHALTSVERZEICHNIS
5
2
BERECHNUNG
DER
EMITTIERTEN
WAERMESTRAHLUNG
UND
EINFLUSSFAKTOREN
AUF
DAS
PYROMETERSIGNAL
84
5.3
PYROMETRISCHE
PROZESSUBERWACHUNG
BEIM
ABSORBERFREIEN
LDS
87
5.3.1
KONZEPTE
ZUR
TRENNUNG
VON
WAERME
UND
LASERSTRAHLUNG
UND
VORSTELLUNG
DES
VERSUCHSAUFBAUS
87
5.3.2
IDENTIFIKATION
GEEIGNETER
PULSPARAMETER
HINSICHTLICH
DER
SIGNALSTARKE
91
5.3.3
EINFLUSS
DER
EINSPANNVORRICHTUNG
AUF
DAS
PYROMETERSIGNAL
94
5.3.4
PYROMETRISCHE
PROZESSUEBERWACHUNG
BEIM
QUASISIMULTANSCHWEISSEN
97
5.4
ZUSAMMENFASSUNG
99
6
PROZESSBEOBACHTUNG
UND
-ANALYSE
MITTELS
DEEP
LEARNING
ALGORITHMEN
101
6.1
EINLEITUNG
101
6.2
FALTUNGSBASIERTE
NEURONALE
NETZE
102
6.3
IMPLEMENTIERUNG
106
6.3.1
VERWENDETE
BIBLIOTHEKEN
UND
PROGRAMME
106
6.3.2
GENERIERUNG
UND
VORBEREITUNG
DES
DATENSATZES
106
6.3.3
MODELLE
109
6.4
ERGEBNISSE
DER
SEMANTISCHEN
SEGMENTIERUNG
111
65
ZUSAMMENFASSUNG
116
7
ZUSAMMENFASSUNG
UND
AUSBLICK
119
7.1
ZUSAMMENFASSUNG
119
7.2
AUSBLICK
121
8
ANHANG
125
8.1
HERLEITUNG
DES
FOKUSVERSATZES
BEIM
LDS
125
8.2
ERGEBNISSE
DER
SPEKTROSKOPISCHEN
MESSUNGEN
127
8.3
TEMPERATURABHANGIGE
DICHTE,
WAERMEKAPAZITAET
UND
WAERMELEITFAEHIGKEIT
VON
PC
UND
PP
128
8.4
EINFUEHRUNG
NEURONALE
NETZE
129
8
5
UNET
MIT
RESNET
ARCHITEKTUR
132
9
LITERATURVERZEICHNIS
XVII
|
| adam_txt |
INHALTSVERZEICHNIS
ABBILDUNGSVERZEICHNIS
V
TABELLENVERZEICHNIS
XI
ABKUERZUNGSVERZEICHNIS
XIII
SYMBOLVERZEICHNIS
XV
1
EINLEITUNG
1
1.1
MOTIVATION
UND
PROBLEMSTELLUNG
1
1.2
ZIELSETZUNG
2
1.3
AUFBAU
DER
ARBEIT
4
2
STAND
DER
FORSCHUNG
UND
TECHNIK
7
2.1
TECHNOLOGISCHE
EINORDNUNG
DES
LASERDURCHSTRAHLSCHWEISSENS
7
2.2
LASERDURCHSTRAHLSCHWEISSEN
VON
KUNSTSTOFFEN
8
2.2
1
VERFAHRENSPRINZIP
UND
EIGENSCHAFTEN
8
2.2.2
BESTRAHLUNGSSTRATEGIEN
UND
VERFAHRENSVARIANTEN
12
2
2.3
NACHTEILE
DES
ABSORBEREINSATZES
15
2.3
LASERDURCHSTRAHLSCHWEISSEN
VON
TRANSPARENTEN
KUNSTSTOFFEN
OHNE
ABSORBEREINSATZ
17
2
3
1
NUTZUNG
VON
EMISSIONSWELLENLAENGEN
IM
NATUERLICHEN
ABSORPTIONSSPEKTRUM
DER
KUNSTSTOFFE
17
2.3.2
ANWENDUNGSBEREICHE
DES
ABSORBERFREIEN
LASERDURCHSTRAHLSCHWEISSENS
18
2
3
3
EINFLUSS
DER
VOLUMENABSORPTION
AUF
DIE
AUSBILDUNG
DER
WEZ
20
2.4
STRATEGIEN
ZUR
GEZIELTEN
DEPONIERUNG
DER
STRAHLUNGSENERGIE
IN
DER
FUGEZONE
23
2.4.1
ABSORBERFREIES
LDS
MITTELS
STRAHLUEBERLAGERUNG
23
2.4.2
DEPONIERUNG
DER
STRAHLUNGSENERGIE
IN
MEHRSCHICHTIGEN
FOLIEN
25
2.4.3
ANREGUNG
VON
NICHTLINEAREN
ABSORPTIONSMECHANISMEN
MITTELS
ULTRAKURZPULSLASER
26
3
SIMULATIVE
GRUNDLAGENUNTERSUCHUNGEN
ZUM
LASERDURCHSTRAHLSCHWEISSEN
OHNE
ABSORBEREINSATZ
29
3.1
MODELLIERUNG
DES
SCHWEISSPROZESSES
29
INHALTSVERZEICHNIS
3.1.1
PROZESSRELEVANTE
GRUNDLAGEN
29
3.1.2
MATHEMATISCHE
HERLEITUNG
DER
TEMPERATURVERTEILUNG
UND
WAERMEQUELLE
32
3.1.3
BETRACHTUNG
DER
VOLUMETRISCHEN
ENERGIEDICHTE
ZUR
ABSCHAETZUNG
DER
WAERMEINFLUSSZONE
34
3.1.4
ERMITTLUNG
DER
MATERIALEIGENSCHAFTEN
UND
RANDBEDINGUNGEN
36
3.1.5
BESTIMMUNG
DER
WAERMEQUELLE
UNTER
BERUECKSICHTIGUNG
VON
STREUEFFEKTEN
IN
TEILKRISTALHNEN
KUNSTSTOFFEN
40
3.2
ENERGIEDEPOSITION
UND
TEMPERATURVERTEILUNG
BEIM
QUASISIMULTANSCHWEISSEN
42
3.3
ENERGIEDEPOSITION
UND
TEMPERATURVERTEILUNG
BEIM
KONTURSCHWEISSEN
47
3.4
EINFLUSSFAKTOREN
AUF
DIE
AUSBILDUNG
DER
WEZ
50
3.5
EINFLUSS
VON
STREUEFFEKTEN
AUF
DIE
ENERGIEEINBRINGUNG
UND
AUSBILDUNG
DER
WEZ
54
3.6
ZUSAMMENFASSUNG
56
4
EXPERIMENTELLE
VERSUCHSDURCHFUEHRUNG
UND
BEWERTUNG
DER
SIMULATIONSERGEBNISSE
57
4.1
VERSUCHSAUFBAU,
VERWENDETE
MATERIALIEN
UND
MIKROSKOPISCHE
ANALYSE
DER
WEZ
57
4.2
BESTIMMUNG
DER
FUER
EINE
AUFSCHMELZUNG
NOTWENDIGEN
MINDESTWECHSELWIRKUNGSZEIT
ZWISCHEN
LASERSTRAHLUNG
UND
KUNSTSTOFF
59
43
BEWERTUNG
DER
SIMULATIONSERGEBNISSE
62
4.3.1
QUASISIMULTANSCHWEISSEN
62
4.3.2
KONTURSCHWEISSEN
64
4
3.3
DISKUSSION
DER
URSACHEN
FUER
DIE
ABWEICHUNGEN
65
4.4
VERGLEICH
DER
ENERGIEDEPOSITIONSMECHANISMEN
WARMEAKKUMULATION
UND
FOKUSSIERUNG
66
4.5
BAUTEILSPEZIFISCHE
ASPEKTE
AM
BEISPIEL
DES
QUASISIMULTANSCHWEISSENS
70
4
5.1
EINFLUSS
DER
ABKUEHLZEIT
70
4.5.2
EINFLUSS
DES
NAHTABSTANDS
72
4.5.3
SEGMENTIERUNG
DER
SCHWEISSNAHT
UND
FESTLEGUNG
EINER
BESTRAHLUNGSREIHENFOLGE
74
46
ZUSAMMENFASSUNG
77
5
BERUEHRUNGSLOSE
TEMPERATURMESSUNG
MITTELS
PYROMETRIE
81
5.1
GRUNDLAGEN
DER
PYROMETRISCHEN
TEMPERATURMESSUNG
81
INHALTSVERZEICHNIS
5
2
BERECHNUNG
DER
EMITTIERTEN
WAERMESTRAHLUNG
UND
EINFLUSSFAKTOREN
AUF
DAS
PYROMETERSIGNAL
84
5.3
PYROMETRISCHE
PROZESSUBERWACHUNG
BEIM
ABSORBERFREIEN
LDS
87
5.3.1
KONZEPTE
ZUR
TRENNUNG
VON
WAERME
UND
LASERSTRAHLUNG
UND
VORSTELLUNG
DES
VERSUCHSAUFBAUS
87
5.3.2
IDENTIFIKATION
GEEIGNETER
PULSPARAMETER
HINSICHTLICH
DER
SIGNALSTARKE
91
5.3.3
EINFLUSS
DER
EINSPANNVORRICHTUNG
AUF
DAS
PYROMETERSIGNAL
94
5.3.4
PYROMETRISCHE
PROZESSUEBERWACHUNG
BEIM
QUASISIMULTANSCHWEISSEN
97
5.4
ZUSAMMENFASSUNG
99
6
PROZESSBEOBACHTUNG
UND
-ANALYSE
MITTELS
DEEP
LEARNING
ALGORITHMEN
101
6.1
EINLEITUNG
101
6.2
FALTUNGSBASIERTE
NEURONALE
NETZE
102
6.3
IMPLEMENTIERUNG
106
6.3.1
VERWENDETE
BIBLIOTHEKEN
UND
PROGRAMME
106
6.3.2
GENERIERUNG
UND
VORBEREITUNG
DES
DATENSATZES
106
6.3.3
MODELLE
109
6.4
ERGEBNISSE
DER
SEMANTISCHEN
SEGMENTIERUNG
111
65
ZUSAMMENFASSUNG
116
7
ZUSAMMENFASSUNG
UND
AUSBLICK
119
7.1
ZUSAMMENFASSUNG
119
7.2
AUSBLICK
121
8
ANHANG
125
8.1
HERLEITUNG
DES
FOKUSVERSATZES
BEIM
LDS
125
8.2
ERGEBNISSE
DER
SPEKTROSKOPISCHEN
MESSUNGEN
127
8.3
TEMPERATURABHANGIGE
DICHTE,
WAERMEKAPAZITAET
UND
WAERMELEITFAEHIGKEIT
VON
PC
UND
PP
128
8.4
EINFUEHRUNG
NEURONALE
NETZE
129
8
5
UNET
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